多色检测与光谱检测
光谱检测技术
；
CID：电荷注入式检测器； CCD 电荷耦合式检测器
Agilent 700系列
ICP-AES Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometer
PE8000
ICP-AES有更好的检测限 AAS有更好的检测限 相似的检测限 原子光谱不可测
等离子体溫度
ICP光源的特性
趋肤效应：高频电流在导体上传输时，由于导体的寄生 分布电感的作用，使导线的电阻从中心向表面沿半径 以指数的方式减少，因此高频电流的传导主要通过电 阻较小的表面一层，这种现象称为趋肤效应。等离子 体是电的良导体，它在高频磁场中所感应的环状涡流 也主要分布在ICP的表层。从ICP的端部用肉眼即可观 察到在白色圈环中有一亮度较暗的内核，俗称“炸面 圈”结构。这种结构提供一个电学的屏蔽筒，当试样 注入ICP的通道时不会影响它的电学参数，从而改善了 ICP的稳定性。
常用于碱金属、钙 等谱线简单的几种元素 的测定，在硅酸盐、血 浆等样品的分析中应用 较多。。
5.2.2.2 光谱仪(摄谱仪)
将原子发射出的辐射分光后观察其光谱的仪器。 按接受光谱方式分：看谱法、摄谱法、光电法； 按仪器分光系统分：棱镜摄谱仪、光栅摄谱仪；
光栅摄谱仪比棱镜摄 谱仪有更大的分辨率。
摄谱仪在钢铁工业应 用广泛。
性能指标：色散率、 分辨率、集光能力。
5.2.2.3. 等离子体发射光谱仪
概述
原子发射光谱在50年代发展缓慢； 1960年，工程热物理学家 Reed ，设计了环形放电感耦 等离子体炬，指出可用于原子发射光谱分析中的激发光源；
1960年，工程热物理学家 Reed 设计了环形放电感耦等离子体炬； 指出可用于原子发射光谱分析中的激 发光源；
使用光学多道测量光谱(预习报告)
使用光学多道测量光谱【摘要】传统光谱仪的色散元件为棱镜和光栅，测量结果的准确性不高。
随着时间的发展，光谱仪的概念也在发展、变化。
本实验我们采用光学多道仪来测量未知光的光谱，可以直接从电脑上读出，非常方便。
利用已知Hg光的特征谱线的波长进行定标，然后利用所得的道数和波长的转换关系，测量钠光谱线的波长。
通过本实验，我们能了解到另一种测量光谱波长的实验方法，并能掌握光栅光谱仪的使用以及其中的一些原理和方法。
【关键词】光谱测量、电荷耦合器件（CCD）、光学多通道分析器（OMA）。
【引言】传统的光谱测量技术由于受到光谱分辨率、灵敏度、时间、分析速度的限制，已经不再适应科学技术的发展和应用的需要。
20世纪60年代激光科学特别是可调谐激光技术的发展，新型光谱探测元件及探测技术的发展，光电二极管自校准技术和微弱光谱信息的接收技术和处理技术以及微处理机的应用，使得光谱测量技术的发展产生了一个革命性的变化，进入了一个新的发展时期。
传统的摄谱仪、光电分光光度计等光谱仪已经逐渐被光学多道分析仪OMA所取代。
OMA是近十几年出现的采用光子探测器(CCD)和计算机控制的新型光谱分析仪器，它集信息采集、处理、存储等功能于一体。
【正文】CCD工作原理CCD是一种用耦合方式传输电荷量并用电荷量来表示光强大小的器件。
它具有自动扫描，光谱范围宽，动态范围大，体积小，功耗低，寿命长，可靠性高等优点。
将CCD一维线阵放在光谱面上，一次曝光就可获得整个光谱。
CCD 的结构如图所示，衬底是P 型Si ，硅表面是一层二氧化硅薄膜，膜上是一层金属作电极，这样硅和金属之间形成一个小电容。
如果金属电极置于高电位，在金属界面积累了一层正电荷，P 型半导体中带正电荷的空穴被排斥，只剩下不能移动的带负电荷的受主杂质离子，形成一耗尽层，受主杂质离子因不能自由移动对导电作用没有任何贡献。
在耗尽层内或附近，由于光子的作用产生电子-空穴对，电子被吸引到半导体与SiO 2绝缘体的界面形成电荷包，这些电子可以传导的。
聚集诱导发光 十大科学研究方向
聚集诱导发光十大科学研究方向聚集诱导发光(plasmon-induced luminescence, PIL)是一种新兴的研究领域，结合了纳米颗粒、光激发和荧光发射等多个科学方向。
聚集诱导发光通过调控纳米颗粒与光的相互作用，能够实现荧光信号的增强、光谱调控和多功能化应用。
以下是十大聚集诱导发光的科学研究方向：1.纳米颗粒的合成与表征：纳米颗粒的尺寸、形状和表面性质对聚集诱导发光具有重要影响。
研究人员可以通过合成方法的优化和表征技术的发展，实现纳米颗粒的精确控制和性能调控。
2.光学性质与波导效应研究：聚集诱导发光是基于光激发的原理，因此光学性质对其效果具有重要影响。
研究人员可以通过研究和优化光学性质，实现光激发和荧光发射的高效率转换。
3.荧光增强效应研究：聚集诱导发光可以显著增强荧光信号，使得荧光检测的灵敏度和分辨率有了质的提升。
研究人员可以通过研究增强效应的机制和调控方法，实现更高效的荧光增强效果。
4.光谱调控与多色荧光研究：聚集诱导发光可以实现荧光信号的光谱调控，从而实现多色荧光检测。
研究人员可以通过调控纳米颗粒的性质和结构，实现荧光信号的多色化和高分辨率。
5.二维和三维荧光成像研究：聚集诱导发光可以应用于生物体内的光学成像。
研究人员可以通过研究和优化成像技术，实现高分辨率和高对比度的二维和三维荧光成像。
6.纳米颗粒与生物分子的相互作用研究：聚集诱导发光可以实现纳米颗粒与生物分子之间的相互作用。
研究人员可以通过研究相互作用机制和调控方法，实现生物分子的灵敏检测和分析。
7.聚集诱导发光在生物医学中的应用研究：聚集诱导发光可以应用于生物医学领域，如癌症诊断、药物传递和光动力治疗等。
研究人员可以通过研究和优化应用方法，实现更高效、可靠和安全的生物医学应用。
8.聚集诱导发光在能源领域的应用研究：聚集诱导发光可以应用于能源领域，如太阳能电池和光催化等。
研究人员可以通过研究和优化应用方法，实现更高效、稳定和可持续的能源转换。
光的颜色与光谱
光的颜色与光谱光是一种具有波粒二象性的电磁波，它在自然界中无处不在，是我们日常生活中不可或缺的重要元素。
人眼能够感知到光的存在，并通过光的颜色来区分不同的物体和景象。
在物理学中，光的颜色与光谱是一门深入研究的重要课题。
本文将深入探讨光的颜色与光谱的关系及其在实际应用中的意义。
一、光的颜色及其产生原理光的颜色是由光的频率决定的，频率越高，光的颜色越偏向紫色；频率越低，光的颜色越偏向红色。
以可见光为例，整个可见光谱可以从红橙黄绿蓝靛紫七个颜色组成。
每一种颜色都对应着不同的频率范围。
光的产生原理涉及到光的发射、传播和吸收。
当物体被激发或加热时，它会向外发射光，这种发射的光被称为自发辐射。
由于物质内部的粒子作运动，会产生带电粒子的加速，从而发出电磁波。
当光传播到物体表面时，有一部分被物体吸收，一部分经过物体的反射、折射等产生现象，最终达到人眼，形成我们所看到的不同颜色。
二、光的频谱与光谱仪光的频谱是指将不同频率的光按照一定的次序排列所形成的图表，它通过将光经过光谱仪的分光装置，将不同频率的光分解开来，再通过相应的检测器检测，最终得到光的频谱图。
光谱仪是用来分析光的频谱的仪器。
它由光源、入射系统、分光装置、检测器及记录显示系统等组成。
在实际应用中，光谱仪被广泛运用于光学、化学、天文学等领域，用于检测物质的成分、性质以及探测宇宙中的星系和恒星等重要任务。
三、光谱在实际应用中的意义光谱在许多领域都具有重要的应用价值。
以下是几个典型的应用案例：1. 光谱在光学领域的应用光谱在光学领域被广泛用于颜色测量、荧光光源照明、光纤通信等方面。
例如，通过测量光谱，我们可以精确地确定物体的颜色，为颜色模型的研究提供参考。
此外，光谱还可用于测量光源的亮度和色温，为荧光光源的研发提供指导。
2. 光谱在化学领域的应用光谱在化学领域中被用于分析和检测物质的成分和结构等。
通过对物质发射光谱的测量和分析，我们可以了解物质的组成和特性，为化学反应的研究提供依据。
光的颜色与光的频率光谱分析的基本原理
光的颜色与光的频率光谱分析的基本原理光是一种电磁波，它具有不同的颜色和频率。
光的颜色与其频率有着密切的关系。
光谱分析是通过分析光的颜色和频率来研究物质的一种方法。
本文将介绍光谱分析的基本原理，并探讨光的颜色与光的频率之间的关系。
一、光的性质和特征光是能量的一种表现形式，它既可以表现出粒子性质，也可以表现出波动性质。
光的粒子性质由光子组成，光的波动性质由电磁波传播而成。
光的频率决定了它的颜色，而能量与频率成正比，这意味着颜色的不同也代表了能量的不同。
二、光的频率与颜色的关系根据电磁波理论，光的频率与其波长之间有一个确定的关系，即频率乘以波长等于光的传播速度。
在真空中，光的传播速度为光速。
因此，光的频率与波长成反比。
根据光的频率，我们可以将光划分为不同的频段，每个频段对应一种颜色，也就是光谱中的不同波长。
三、光谱分析的基本原理光谱分析是通过将光通过光栅或棱镜分散成不同波长的光线，然后用光谱仪进行测量和分析。
光谱仪是一种专门用于测量光谱的仪器，它可以将不同频段的光线分离并显示出光的强度。
通过分析光的强度和颜色，我们可以了解物质的成分和结构。
四、光谱分析的应用光谱分析在各个领域都有广泛的应用。
在天文学中，光谱分析可以帮助科学家研究星体的组成和演化过程。
在化学领域，光谱分析可以用于分析和识别各种化合物。
在生物医学领域，光谱分析可以用于检测血液成分和疾病诊断。
五、光谱分析的局限性和挑战尽管光谱分析是一种有效的分析方法，但它也存在一些局限性和挑战。
首先，光谱分析需要专门的仪器设备和技术，成本较高，并且需要针对不同物质进行校准。
其次，某些物质可能不适合光谱分析，因为它们对特定频率的光线不敏感或吸收过多的光。
光的颜色与光的频率之间有着紧密的关系，光谱分析的基本原理是通过分析光的颜色和频率来研究物质的性质和结构。
光谱分析在各个领域都有着广泛的应用，但也面临着一些挑战。
随着科学技术的不断进步，我们相信光谱分析将会在未来发展出更多的应用和突破。
多标记免疫荧光染色及多光谱成像技术在组织学研究中的应用
多标记免疫荧光染色及多光谱成像技术在组织学研究中的应用钱帮国;焦磊【摘要】免疫组织化学染色及成像分析是研究组织形态和组织原位抗原表达不可或缺的检测技术,广泛应用于临床病理诊断和医学及生物学研究的各个领域.组织切片样本中蕴含着丰富的信息,但是受制于传统单标记免疫组织化学染色方法的限制,通常只能对组织中的一到两种抗原进行染色分析,而且定量结果的判读往往依赖于肉眼观测,缺乏客观标准.随着蛋白组学的发展,对现代组织学分析提出了更高的要求,例如不同的蛋白共表达和共定位分析、低丰度分子的检测、异质性分析、细胞表型统计乃至复杂组织微环境的描绘等,都需要在同一张组织切片样本上同时检测多种靶标分子.这对于理解组织微环境中各种细胞间的关系,推演信号通路上下游蛋白表达的关系,制定临床诊断和治疗方案都有着非常重要的意义.本文介绍一种基于酪胺信号放大(TSA)技术衍生而来的多标记免疫荧光染色方法,能够在同一组织切片样本上复染7种以上抗原并进行区别标记,配合光谱成像技术和定量分析软件,能够将组织中蕴含的丰富信息准确的呈现出来.这套流程化的分析方案为临床诊断和基础科研提供了更高精度和更可靠的组织学数据,将免疫组织化学分析的技术水平提升到一个新的高度.%Immunohistochemical staining and imaging analysis technology is indispensable for the study of tissue morphology and in situ antigen expression.It is widely used in various fields of clinical pathology diagnosis and biological research.The tissue slice sample contains a lot of information,but due to the restriction of traditional single-labeled immunohistochemical staining method,only one or two target antigens can be detected at same time.The quantitative interpretation of the results is often dependent on naked eye observation and lacks objectivecriteria.With the development of proteomics,there are increasing demands on more sophisticated modem histological analysis,such as different protein co-expression and co-localization analysis,low abundance molecular detection,heterogeneity analysis,cell phenotype statistics,and complex tissue microenvironment description.These features are essential in detecting a variety of target molecules in the same tissue slice simultaneously so that researchers can understand the relationship among various cells in tissue microenvironment,predict the relationship between upstream and downstream protein expression,and develop clinical diagnosis and treatment regimen.This review presents a multi-labeled immunofluorescence staining method based on tyramine signal amplification (TSA) technology.It allows more than seven different markers on the same tissue slice using different colored dyes combined with spectral imaging and quantitative analysis software,therefore the abundant in situ tissue information can be accurately presented.This set of process-oriented analysis can provide more accurate and reliable histological data for clinical diagnosis and scientific research,and bring the immunohistochemical analysis to a higher level.【期刊名称】《中国组织化学与细胞化学杂志》【年(卷),期】2017(026)004【总页数】10页(P373-382)【关键词】多色标记免疫组织化学;多光谱成像;酪胺信号放大;定量病理学【作者】钱帮国;焦磊【作者单位】珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司,上海201203;珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司,上海201203【正文语种】中文【中图分类】R329-3随着新型测序、基因和蛋白芯片以及流式分析技术的发展，已经可以从正常或疾病组织中获取越来越多的基因或细胞表型信息。
色素的检验方法
色素是一种广泛存在于自然界中的化合物，它们赋予物质各种各样的颜色。
在化妆品、食品、纺织品和印刷业等领域中，色素的质量控制至关重要。
因此，开发出可靠的色素检验方法对于保证产品质量具有重要意义。
本文将介绍几种常用的色素检验方法。
首先，光谱分析是一种非常常见的色素检验方法。
它利用物质吸收或发射特定波长的光的特性，通过分析吸收或发射光的强度和波长来确定物质的组成和浓度。
比如，紫外可见光谱法可以用于定量测定某些色素的浓度，通过比较样品吸收光谱与标准曲线来计算浓度。
其次，色谱法也是一种常用的色素检验方法。
色谱法通过将样品中的色素分离并进行定性或定量分析。
气相色谱法（GC）和液相色谱法（LC）是常用的色谱技术。
它们通过样品与固定相或液相之间的相互作用来实现色素的分离和检测。
色谱法可以对复杂的样品进行分析，因此在食品和化妆品行业中得到广泛应用。
此外，质谱法也是一种常用的色素检验方法。
质谱法通过将样品中的分子离子化，并在电场中进行分离和检测。
质谱法可以提供关于色素分子结构和组成的详细信息。
质谱法通常与色谱法结合使用，如气相色谱质谱联用（GC-MS）和液相色谱质谱联用（LC-MS）。
这些联用技术在色素分析中具有高灵敏度和高选择性。
最后，光学显微镜是一种常用的色素检验工具。
它可以通过观察样品的颜色和形态来判断色素的存在和分布。
光学显微镜在纺织品和涂料行业中得到广泛应用，可以帮助分析师判断染料的质量和均匀性。
总而言之，色素的检验方法多种多样，每种方法都有其适用的场景和优势。
光谱分析、色谱法、质谱法和光学显微镜是常用的色素检验方法，它们在保证产品质量和研究领域中发挥着重要作用。
在进行色素检验时，我们应根据具体需求选择合适的方法，以确保准确和可靠的结果。
色谱分析技术
电化学法
利用电化学反应过程中产生的电流、 电位、电导等参数的变化来检测物质 含量。
质谱法
将物质离子化后，根据不同离子质量 进行分离和检测，确定物质的结构和 含量。
色谱图与色谱参数
01
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色谱图
记录色谱柱流出组分的浓度随 时间变化的曲线图。
峰高与峰面积
用于定量测定色谱图中各组分 的含量。
分辨率
在生物医学领域的应用
生物样品的分离与分析
色谱分析技术可用于分离和鉴 定生物样品中的化合物，如氨 基酸、糖类等。
疾病标志物的检测
通过色谱分析技术，可以检测 生物样品中与疾病相关的标志 物，如肿瘤标志物、炎症标志 物等。
药物代谢与药代动力学研 究
色谱分析技术能够研究药物在 体内的代谢和排泄过程，为新 药研发和临床用药提供依据。
大气污染物的监测
色谱分析技术可用于监测大气中的有害气体 和颗粒物。
土壤污染物的监测
色谱分析技术能够检测土壤中的有害物质， 如农药残留、重金属等。
水质监测
通过色谱分析技术，可以检测水体中的有害 物质，如重金属、有机污染物等。
固体废物分析
色谱分析技术可以用于固体废物的成分分析， 评估其处理和处置的可行性。
06 案例分享
案例一：食品中农药残留的色谱分析
目的
结果
检测食品中农药残留，确保食品安全。
成功检测出食品中农药残留的种类和 浓度，为食品安全监管提供科学依据。
方法
采用气相色谱法，通过固相萃取技术对 食品中的农药残留进行提取、净化和分 离，再通过电子捕获检测器进行检测。
案例二：环境水中多环芳烃的色谱分析
在药物分析中的应用
药品质量控制
多光谱颜色重建在植物病虫害检测中的应用
面阵 Ｃ ＣＤ摄 像 机 获得 植 物 病 虫 害 的 多光 谱 信 息 ， 通过 多项 式 插 值 拟 合 出观 测 目标 的光 谱 曲线 。并 和 Ｐ ７ ５ Ｒ一 １ 光谱 辐
射 度 计 进 行 比较 ， 重 建 结果 做 出分 析 。试 验 结 果 表 明 １个 通 道 的多 光谱 图像 能够 重 建 出植 物病 虫 害 的颜 色 。 对 ６
摘 要 ：为 了克服传统Ｒ Ｂ Ｇ 三基色相机 图像颜色重建 的缺点 ，论 文提 出用 多光谱相机捕 获植 物光谱 图像 的方
法 ， 据 图像 捕 获 位 置 和 观 测 位置 照 明光 源 的 情 况 重 建 出植 物病 虫 害 的真 实 色 彩 。实 验 利用 １个 窄 带 滤 光 片 和 黑 白 根 ６
关键 词 ： 颜色重建 ； 多光谱 图像 ； 植物病虫害 ； 的光谱反射率 植物
中 圈 分 类 号 ：４ ｌ ，叩２ ￥ ３ ；Ｉ ２ １ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ｌ０ ７ （０ ７ ０ — ０ ６ ｏ １０ 一 ２ ０２ ０ ）６ ０ Ｏ 一 ４
Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｕ ｔ－ ｐ ｃ ｒ ｌＣｏ ｏ ｐ ｏ ｕ ｔｏ ｏ ｐ ｉ ｔ ｆＭ ｌｉ ｓ ｅ ｔ ａ ｌ ｒ Ｒｅ ｒ ｄ ｃ ｎ ｆ ｒ ｃ ｏ ｉ Ｄｉ ｇ ｏ ｉ ｆＰｌ ｎ ｓ ａ ｅ ｎ ｎ ｅ ｔＰ ｓｓ ａ ｎ ｓｓｏ ａ ｔＤｉｅ ｓ ｓ ａ ｄ Ｉ ｓ ｃ ｅ ｔ
维普资讯
影
像
技
术
颜 色重建在植 物病 虫害检 测 中的应 用※
冯洁 廖 宁放 罗永道 梁敏 勇 ， 宝聚 ， ， ， 李 ・
（ ． 京理 工 大 学 国 家颜 色科 学 实 验 室 ；． １北 ２ 中国农 业科 学院 ， 北京 １０ ８ ） ００ １
光的色散与光谱实验
原理：利用光电效应，将光信号转换为电信号 结构：包括光源、分光系统、检测器和信号处理系统 应用：用于测量各种光源的光谱分布和强度 特点：灵敏度高、响应速度快、操作简便
光栅光谱仪：利用光栅分光，适用 于高分辨率光谱测量
傅里叶变换红外光谱仪：利用干涉 原理，适用于高分辨率红外光谱测 量
添加标题
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结构
更高分辨率：光谱技术将向更高分 辨率发展，以更准确地测量光谱数 据。
更智能的技术：光谱技术将向更智 能的方向发展，如自动识别、自动 分析等。
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添加பைடு நூலகம்题
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更广泛的应用：光谱技术将在更多 领域得到应用，如环境监测、医疗 诊断、食品检测等。
更便携的设备：光谱技术将向更便 携的方向发展，如手持式、便携式 光谱仪等。
单击此处输入(你 的)智能图形项正 文，文字是您思
想的提炼
实验目的：观 察光的色散现 象，了解光的
颜色组成
单击此处输入(你 的)智能图形项正 文，文字是您思
想的提炼
实验器材：三 棱镜、白光光
源、观察屏
a. 将白光光源对 准三棱镜
b. 调整观察屏位 置，观察光线通 过三棱镜后的颜
色分布
实验步骤： a. 将白光光源对 准三棱镜 b. 调整观察屏位 置，观察光线 通过三棱镜后
光谱分析只能测量可见光范围内的 物质，对于红外、紫外等非可见光 范围内的物质无法进行测量。
光谱分析受环境因素影响较大，如 温度、湿度、压力等，可能导致测 量结果不准确。
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光谱分析需要大量的样本和数据， 才能得出准确的结果。
光谱分析需要专业的设备和技术人 员，操作复杂，成本较高。
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多色检测与光谱检测
1 多色检测
1.1 多色检测简介
多色检测主要为多色荧光检测，其利用了某些物质可以在特定波长范围内的光的激励下产生荧光，通过测量荧光的颜色（即频率）以及强度，可以对多种物质同时进行定性或定量的分析。
这种光检测方法主要应用在化学及生物医学领域，可以对物质的反应、合成过程以及生理过程进行定性及定量的分析。
多色检测主要可分为荧光激发光谱检测和荧光发射光谱检测两种类别，一般会借助于荧光分光光度计。
多色检测的主要方法为，采用多个具有不同荧光发光波长，但激发波长处于同一范围内的化合物对生物目标分子进行标记，从而可以同时监测样品中不同的生物组成成分或官能团。
通过不同的颜色标记，可以同时检测多种样品中的同类别被分析物，也可以检测某一样品中的不同类别被分析物。
目前，多采用荧光蛋白、小分子有机荧光染料对细胞等进行标记，使用荧光基团对分子进行标记。
1.2 多色检测实例的介绍
多色荧光标记的DNA自动测序：
首先为DNA复制的过程提供带有荧光标记的脱氧核糖核苷酸，带有不同碱基的核苷酸标记颜色不同，进行DNA复制。
随后进行电泳，电极间的电势差推动各个荧光DNA片段从负极到正极泳动并分离，依次通过检测窗口。
激光器发出的光激发荧光基团发出特定波长的光，经过光栅分光后采集荧光信号。
电泳过程结束后采集到的荧光信号即为一个以时间为横坐标，荧光波长种类和强度为纵坐标的信号数据的集合，从发光波长和强度的变化可以获得DNA的序列。
多色流式细胞检测技术：
流式细胞检测技术可以对细胞进行计数、分选等操作，也可以对细胞中的蛋白质和核酸进行定量的研究。
流式细胞检测技术借助流式细胞仪，其内部过程与DNA自动测序相似，也是在使用荧光物质对细胞或蛋白质等物质进行标记以后，进入流动系统，使用激光源对荧光物质进行激发，采集光信号并进行处理。
通过对荧光信号波长和强度进行分析，可以获得细胞或物质的种类以及计数等信息。
流式细胞检测中采用多色标记的意义在于，相比于单色标记，多色标记可以提高识别的
准确性，对细胞亚群的分选以及细胞功能的评价会更加精确，例如，淋巴细胞亚群的分析、白血病免疫表型分析，均应使用至少三色以上的荧光分析才更可靠。
此外，还可以提高标本的利用率，节约大量的实验时间，充分利用流式细胞仪的性能。
2 光谱检测
2.1 光谱检测简介
不同元素的原子可以从基态被特定波长的光激发到激发态，也可以由激发态辐射出特定波长的光而跃迁到基态。
不同的原子有不同的吸收或激发的特征谱线，获得了特征谱线，就可以根据谱线的类别及强度对元素的种类和含量进行分析。
光谱检测要使用光谱仪，主要可以分为发射光谱检测，吸收光谱检测，漫反射光谱检测以及荧光光谱检测等类别。
光谱检测广泛应用于化学元素的检测，包括对未知试样进行检测与对太空中天体的元素含量进行检测，同时光谱成像技术也可应用于地质调查、植被研究、矿藏分布探明、大气有害气体检测等地球科学领域。
根据检测的光谱类型进行分类：
●原子发射光谱分析法：可多元素同时检测，各元素有各自的特征光谱；具有分析速
度快，选择性高，准确度高，检出限低等优势。
●吸收光谱法：基态原子或分子吸收其共振辐射，外层电子由基态跃迁至激发态而产
生原子吸收作用，通过吸收光谱强度的测量可以获得物质的含量信息。
●漫反射光谱分析法：漫反射光谱与物质的电子结构有关，由于电子的跃迁，物质可
能会在紫外区和可见光区及红外区产生漫反射吸收光谱。
由于其属于反射光谱，因
而对于不透光的固体或浑浊液体，无法对其吸收光谱进行测量，可以利用漫反射光
谱分析的方法。
●荧光光谱分析：荧光光谱分析的原理其实是前面多色检测的基础，即不同的物质在
特定波长的光的激发下会产生特定波长的光，通过对这些光的频率进行分析，也可
以确定物质的种类。
对于光谱的探测技术，可以分为基于色散分光光谱探测技术和基于相干探测光谱检测技术（傅里叶光谱技术）。
●色散分光探测光谱的系统主要由光源、分光计和探测器三个部分组成，通过分光计
将复色光分解为单色光，从而进行光谱的检测。
傅里叶光谱技术不采用非空间色散分光，结构如下图：
光源为宽带光源，干涉仪为迈克尔逊干涉仪，不同频率的光在试样处有不同的干涉
强度。
其中一面反射镜为动镜，改变该反射镜位置，会使得不同频率的光在试样处
达到干涉极大。
通过检测通过试样后的光强，可以获得干涉光强序列，对其进行傅
里叶变换可以获得吸收光谱。
2.2 光谱检测实例的介绍
以原子吸收光谱法检测为例：
基本原理：基态原子对光有吸收作用，例如原子对其共振频率附近的光有吸收作用，外层电子吸收一定波长的光可以从基态跃迁到激发态。
由于每一种原子有其特征谱线，因而可以根据吸收光谱确定含有原子的种类，也可以根据谱线被减弱的程度可以对待测元素进行定量的分析。
不过，原子吸收光谱法主要是指利用特定频率的光源对被测物的吸收该波长光的强度进行分析，从而获得被测物的含量。
发展过程：最先观察到太阳光谱暗线，后来得到解释，该暗线形成的原因是大气中钠原子吸收结果，从而发现了吸收光谱现象。
后来，空心阴极灯的发明为原子吸收光谱法提供了光源，而电热原子化技术（即将待测物质变为原子蒸气）提高了原子吸收的灵敏度。
以上进展为原子吸收光谱法检测提供了原理以及技术支持。
检测系统：主要由光源、原子化系统、分光系统和检测系统等部分组成。
对于定量检测，光谱的吸收强度与物质的浓度成正比，因而可以通过制备标准溶液对物质的含量进行定量测量。
主要过程：使用原子化系统将试样干燥，蒸干，并原子化，光源波长在待测元素吸收波长处，且其光谱的半高全宽应小于待测物吸收光谱吸收峰的半高全宽。
光通过待测物被吸收一定强度后到达分光器，一般在分光器之前还要放置一个光栅，以阻止不需要的波长进入分光器。
经过分光后的吸收频率对应的光束进入光电探测器，测量光的强度，经过处理获得待
测物对光的吸收强度，再经过计算可以得到待测物的含量。
参考资料：
刘华峰. 光电检测技术及系统[M]. 浙江大学出版社, 2015.
张广军. 光电测试技术与系统[M]. 北京航空航天大学出版社, 2010.邹阳. 新型多色标记和荧光成像标记物研究[D]. 暨南大学, 2014.
以及维基百科、百度文库等各方面网络资料。